CN106369206A - 螺线管致动器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种螺线管致动器，其中，输出销(60、160、170、180)由磁性材料形成并且在轴向上可运动。板状永磁体(40)在端部具有极性，并且具有其中输出销的基础端(61)插入以与输出销一起运动的插入孔(401)。定子(32)由软磁性材料形成，并且相对于永磁体位于基础端(61)的一侧上。线圈(31)产生磁场，以在定子与永磁体之间产生斥力。输出销具有形成在预定区域(S)中的短路调节单元(161、201、202、203、204、205)，以限制永磁体的磁极之间的磁短路。短路调节单元远离输出销的外侧表面(612)。

Description

螺线管致动器
本申请基于于2015年7月24日提交的日本专利申请No.2015-146658和于2016年3月23日提交的日本专利申请No.2016-58139，所述申请的公开内容以引用方式并入本文中。
技术领域
本公开涉及一种被构造为通过利用电磁力致动输出销的螺线管致动器。
背景技术
按照常规，已知的螺线管致动器包括具有永磁体的可动部分。螺线管致动器使得线圈产生电磁力，以使可动部分运动，从而驱动输出销。在这种螺线管致动器中，将永磁体磁化，以沿着轴向在两端具有不同极性。输出销与永磁体的孔的内圆周接触。另外，输出销延伸以与磁极交叉。在该构造中，输出销可由非磁性材料形成，以避免通过输出销的磁短路。
相反，输出销具有与阀提升控制装置的凸轮轴接触的末梢端部。因此，输出销期望地具有机械强度。考虑到这一点，输出销可由诸如适于施加热处理的含铁材料的磁性材料形成。在其中单个输出销完全由磁性材料形成的情况下，输出销可能在输出销附着于永磁体的位置导致磁短路。结果，会削弱螺线管致动器的性能。如上所述，一个问题是限制在输出销附着于永磁体之处的基础端的磁短路。另一个问题是实现输出销与凸轮轴接触之处的末梢端部的机械强度。考虑到这两个问题，在专利文献1和2中公开的螺线管致动器采用通过将由非磁性材料形成的基础端与由磁性材料形成的末梢端部连接而形成的输出销。
(专利文献1)
德国实用新型专利公开No.DE202006011905(U1)
(专利文献2)
德国实用新型专利公开No.DE202012104122(U1)
在根据专利文献1和2的输出销的构造中，组件的数量会增加，并且会需要额外的连接工艺。因此，考虑到制造成本，专利文献1和2的构造会是不利的。此外，专利文献1和2的构造会要求组件的连接具有足够的机械强度和组件之间足够的同轴对齐。因此，就制造质量而言，专利文献1和2的构造会是不利的。
发明内容
本公开的一个目的是生产一种被构造为限制输出销中的磁短路的螺线管致动器。
根据本公开的一方面，一种螺线管致动器包括：输出销，其由磁性材料形成，并且可运动以在轴向上伸出和缩回。该螺线管致动器还包括永磁体，其呈板状并且具有输出销的基础端插入其中的插入孔。永磁体可与延伸穿过插入孔并且被保持在插入孔中的输出销一起运动。永磁体被磁化以沿轴向在两端具有不同极性。定子由软磁性材料形成，并且相对于永磁体位于基础端的一侧上。线圈被构造为当被激励时在永磁体的磁场的反方向上产生磁场，以在定子与永磁体之间产生斥力。输出销具有在轴向上形成在预定区域中的短路调节单元。该短路调节单元远离输出销的外侧表面。短路调节单元被构造为限制永磁体的磁极之间的磁短路。
附图说明
从以下结合附图的详细描述中，本发明的以上和其它目的、特征和优点将变得更加清楚。在图中：
图1是示出配备有根据本公开的第一实施例的螺线管致动器的阀提升控制装置的示意图，阀提升控制装置正从小移动状态转变为大移动状态；
图2是示出配备有根据本公开的第一实施例的螺线管致动器的阀提升控制装置的示意图，阀提升控制装置已从小移动状态转变为大移动状态；
图3是示出根据本公开的第一实施例的螺线管致动器的剖视图，螺线管致动器正处于去激励状态以使输出销缩回；
图4是示出正处于激励状态以使输出销伸出的螺线管致动器的剖视图；
图5A是示出图3中的截面V的放大图像的剖视图，并且图5B是沿着图5A中的线VB-VB截取的剖视图；
图6是示出螺线管致动器中基础端周围的磁性路径的示意性剖视图；
图7A是示出根据本公开的第二实施例的螺线管致动器的基础端周围的磁性路径的示意性剖视图，并且图7B是示出根据本公开的第三实施例的螺线管致动器的基础端周围的磁性路径的示意性剖视图；
图8A是示出图5A的螺线管致动器的可动部分的冲程与引力之间的关系的曲线图，并且图8B是图8A的放大图；
图9是示出根据本公开的第四实施例的螺线管致动器的剖视图，螺线管致动器正处于去激励状态；
图10A是示出根据第四实施例的螺线管致动器的基础端周围的磁性路径的示意性剖视图，并且图10B是沿着图10A中的线XB-XB截取的剖视图；
图11是示出根据第四实施例的螺线管致动器的可动部分的冲程与引力之间的关系的曲线图；
图12A是示出根据另一实施例的输出销的放大图，并且图12B是沿着图12A中的线XIIB-XIIB截取的剖视图；
图13A是示出根据另一实施例的输出销的放大图，并且图13B是沿着图13A中的线XIIIB-XIIIB截取的剖视图；
图14是示出根据另一实施例的输出销的放大图；
图15A是示出根据另一实施例的输出销的放大图，并且图15B是沿着图15A中的线XVB-XVB截取的剖视图；
图16A是示出根据另一实施例的输出销的放大图，并且图16B是沿着图16A中的线XVIB-XVIB截取的剖视图；
图17A是示出根据另一实施例的输出销的放大图，并且图17B是沿着图17A中的线XVIIB-XVIIB截取的剖视图；以及
图18是示出根据比较例的基础端周围的磁性路径的示意性剖视图。
具体实施方式
如下所述，将参照附图描述根据本公开的螺线管致动器。在以下实施例中，螺线管致动器用于阀提升控制装置中，以在内燃发动机中控制进气阀的提升或者控制排气阀的提升。通过凸轮操控阀提升控制装置，凸轮与随着凸轮轴旋转的滑动件形成一体。例如，螺线管致动器的这种应用类似于在未审查的日本专利申请公开No.2013-217265中公布的螺线管装置。
(第一实施例)
如下所述，将参照图1至图6描述根据第一实施例的螺线管致动器101的构造。在以下描述中，基本等同于第一实施例的组件的组件将由相同标号指代，并且将省略对该组件的详细描述。将参照图1和图2简单地描述阀提升控制装置50的概览和操作。阀提升控制装置50配备有螺线管致动器101。
如图1和图2所示，阀提升控制装置50包括滑动件51、凸轮轴94、进气阀提升件52和螺线管致动器101。
滑动件51沿着旋转方向55随着凸轮轴94、小提升凸轮58和大提升凸轮59旋转。滑动件51一体地配备有凸轮轴94，以使得滑动件51相对于凸轮轴94沿着轴向可运动。滑动件51具有带接合凹槽511的外圆周边缘。接合凹槽511的位置在图1和图2的平面(纸面)的深度方向上根据旋转角逐渐改变。小提升凸轮58和大提升凸轮59彼此邻近，并且沿着轴向位于靠近滑动件51的中心。小提升凸轮58和大提升凸轮59相对于在旋转方向上位于一侧的参考圆向外偏心。大提升凸轮59形成为：大提升凸轮59相对于参考圆比小提升凸轮58进一步偏心。进气阀提升件52与小提升凸轮58和大提升凸轮59接触。进气阀提升件52包括容纳在汽缸盖53中的进气阀91。螺线管致动器101与彼此一体化的滑动件51和凸轮轴94接触。螺线管致动器101包括位于接合凹槽511的正上侧上的输出销60。
如下所述，将描述阀提升控制装置50的操作。如图1和图2所示，与进气阀提升件52接触的小提升凸轮58或大提升凸轮59施加扭矩，以压下进气阀提升件52。按照这种方式，小提升凸轮58或大提升凸轮59通过提升L1或提升L2打开汽缸盖53的进气阀91。
螺线管致动器101的输出销60在由控制单元指示的时间点向前运动。这样，位于凸轮轴94的一侧的输出销60的末梢端部64与接合凹槽511接合。在当前状态，随着滑动件51旋转，滑动件51在图1和图2的平面的深度方向上运动。
随着滑动件51在图1和图2的平面(纸面)的深度方向上运动，从小提升凸轮58转变至大提升凸轮59，或者从大提升凸轮59转变至小提升凸轮58。这样，在小提升凸轮58与大提升凸轮59之间转变，从而控制进气阀提升件52的提升L1或提升L2。当输出销60的末梢端部64运动远离接合凹槽511时，输出销60通过凸轮轴94的扭矩的施加而被推回。
下面，将描述阀提升控制装置50的螺线管致动器101的操作。如图3和图4所示，螺线管致动器101安装至发动机缸盖90的安装孔92。在当前状态，输出销60作用于阀提升控制装置50的凸轮轴94上。
在以下描述中，当输出销60伸出时，输出销60在靠近凸轮轴94的方向上运动。当输出销60缩回时，输出销60在远离凸轮轴94的方向上运动。图3示出了输出销60处于缩回极限的状态。图4示出了输出销60处于伸出极限的状态。输出销60具有末梢端部64，其为凸轮轴94的一侧上的端部。输出销60具有基础端61，其为末梢端部64的相对侧上的端部。
随着凸轮轴94绕凸轮轴94的旋转轴线C旋转，输出销60相对于凸轮轴94运动。当输出销60与凸轮轴94的在凸轮轴94的小直径Ra的一侧上的一部分相对时，螺线管致动器101激励线圈31以产生电磁力，从而伸出输出销60。
凸轮轴94旋转同时输出销60的末梢端部64与凸轮轴94接触。当输出销60与凸轮轴94的在凸轮轴94的大直径Rb的一侧上的一部分相对时，输出销60由于凸轮轴94的扭矩的施加在缩回方向上缩回。当输出销60处于冲程Lu时，输出销60相对于缩回极限处于缩回位置。输出销60由于螺线管致动器101的永磁体40的磁力的施加从缩回位置缩回至缩回极限。
接着，将参照图3至图6详细描述螺线管致动器101的构造。螺线管致动器101大致分为静止部分13和可动部分14。静止部分13附着于发动机缸盖90。可动部分14在轴向上来回运动。静止部分13、可动部分14和中心轴线O(参照图5A、图5B和图6)彼此同轴。
静止部分13包括线圈31、定子32、轭35等。通过将线绕在装配至定子32外侧的线轴30的外圆周边缘来形成线圈31。线轴30由树脂形成，以使线圈31的绕组与定子32绝缘。线圈31的一端位于可动部分14的相对侧上，并且线圈31的另一端配备有与连接器部分17一体地模制的树脂模制部分16。通过连接器部分17的端子18从外部电源(未示出)为线圈31供电，从而产生磁场。磁场导致电磁力以产生操作效果，将在稍后详细描述这一点。
定子32由软磁性材料形成。定子32相对于永磁体40装配至输出销60的基础端侧。也就是说，定子32位于输出销60的基础端侧与永磁体40之间。定子32主要位于线圈31的径向内侧，以用作线圈芯。定子32的在可动部分14的一侧上的端部形成有具有相对大的外径的相对部分34。相对部分34通过大的区域与可动部分14的背板44相对。
轭35由管形的软磁性材料形成。轭35基本与线圈31和可动部分14同轴。轭35具有用于容纳线圈31、定子32、树脂模制部分16等的内部。轭35具有与定子32接触或者邻近于定子32的一部分，并且轭35的所述部分形成穿过定子32和前板45的磁性电路。树脂模制部分16的外周围配备有密封环81。定子32的相对部分34的外圆周边缘配备有密封环82。密封环81和82确保相对于轭35的内周围的密封能力。轭35在套筒70的一侧上具有开口，并且轭35的开口形成有接头(collar)部分39，其用于将轭35安装至发动机缸盖90上。
套筒70包括基部71、管部分73等。基部71插入到发动机缸盖90的安装孔92中。基部71的外圆周边缘配备有密封环83，以确保相对于安装孔92的内圆周边缘的密封能力。基部71具有在线圈31的一侧上的端表面72。端表面72与前板45的前端表面457(图5A)相对。油路76形成在端表面72周围。油路76沿着轴向延伸通过基部71。发动机的油通过油路76被供应至围绕可动部分14的空间中。管部分73从基部71突出，以使得末梢端部表面74与凸轮轴94相对。插入孔75沿着管部分73的中心轴线形成。输出销60插入至插入孔75中。
接着，将描述可动部分14。可动部分14与永磁体40、背板44、前板45和输出销60一起可运动。永磁体40是具有被沿着与径向平行的平面截取的圆形截面的板形。永磁体40附着于输出销60的基础端61。永磁体40被磁化以使得永磁体40沿着轴向的两端的极性不同。例如，永磁体40的在背板44的一侧上的一端具有N极，并且永磁体40的在前板45的一侧上的另一端具有S极(参照图5A)。N极和S极的位置可与该示例中的相反。永磁体40具有沿着中心轴线O的插入孔401。输出销60的基础端61插入到插入孔401中。
背板44和前板45由软磁性材料形成。背板44在输出销60的基础端和线圈31二者的侧部上与永磁体40的一端连接。前板45在输出销60的末梢端部和套筒70二者的侧部上与永磁体40的另一端连接。在图5A中例示的磁极的构造中，背板44具有N极，并且前板45具有S极。背板44在线圈31的一侧上具有后端表面443。前板45在套筒70的一侧上具有前端表面457。背板44在永磁体40的一侧上具有后连接表面445。前板45在永磁体40的一侧上具有前连接表面454。在输出销60的末梢端部64的一侧上，前板45的前连接表面454可与磁体40的端表面一致。
输出销60包括具有外径的可滑动部分65，以使得可滑动部分65在套筒70的插入孔75的内周上可滑动。因此，输出销60被构造为在从末梢端部64延伸至基础端61的轴向上伸出和缩回。在当前实施例中，输出销60的基础端61延伸通过形成在永磁体40、背板44和前板45的中心部分中的孔，以支承这些组件。输出销60由诸如高碳铬轴承钢的磁性材料形成。通过采用高碳铬轴承钢作为输出销60的材料，输出销60能够通过热处理而可以具有高机械强度。
如图5A和图5B所示，输出销60的基础端61在轴向上在预定区域中具有孔201。孔201可用作短路调节单元。孔201沿着在中心轴线O的方向上延伸的轴向形成。中心轴线O从基础端表面611朝着末梢端部64延伸。孔201形成为留下边沿部分613，从而孔201不与输出销60的侧表面612邻近。孔201形成为具有被与径向平行的平面截取的圆形截面，并且该圆形截面与基础端表面611的中心同轴。图5B是仅示出输出销60的剖视图。基础端表面611形成为使得基础端表面611在基础端61的一侧上通过背板44暴露出来。
孔201从基础端表面611至深度D1具有恒定的直径。也就是说，边沿部分613具有恒定的厚度。深度D1被称作有效深度。基础端表面611相对于后连接表面445位于距离α处。基础端表面611相对于前连接表面454位于距离β处。根据第一实施例，有效深度D1设为满足以下关系：D1>β。应该注意，所述孔可通过采用各种方法形成，诸如，通过利用诸如钻头的工具的机加工、通过利用放电机加工等等。
接着，将参照图7A和图7B描述螺线管致动器101的操作。在去激励状态下，磁引力作用于背板44的后端表面443与定子32的相对端表面340之间。磁引力将可动部分14保持在缩回极限。磁引力被设为至少能够使可动部分14从对应于缩回冲程Lu的缩回位置缩回至缩回极限。当通过永磁体40的磁引力的施加将可动部分14保持在缩回极限时，磁性电路形成在通过虚线箭头ΦM所示的路径上。具体地说，磁性电路形成为穿过永磁体40的N极、背板44、定子32、轭35、前板45和永磁体40的S极。
当被激励时，线圈31在永磁体40的磁场的反方向上产生磁场。例如，在图4中所示的磁极的布置中，线圈31产生磁场，以使得定子32在连接器部分17的一侧上具有S极，并且定子32在相对部分34的一侧上具有N极。换句话说，将线圈31的缠绕方向和电流供应的方向设置为产生这种磁场。
在当前状态，背板44和定子32的相对部分34具有相同极性。因此，背板44的后端表面443和定子32的相对端表面340产生斥力，作为它们之间的电磁力。斥力使得可动部分14从缩回极限前进。这样，前板45的前端表面457接近套筒70的端表面72。接着，如图4所示，可动部分14通过前端表面457与端表面72之间的磁引力保持在伸出极限。
在当前实施例中，输出销60由磁性材料形成，以使得孔201作为短路调节单元。另外，孔201远离输出销60的侧表面612。孔201限制永磁体40的磁极之间的磁短路。如图6所示，孔201形成为减小磁路(磁性路径)的截面积，该磁路通过输出销60将永磁体40的N极与永磁体40的S极连接。因此，当前构造可用于限制磁极之间的磁短路。应该注意，孔201可减少由通过输出销60从永磁体40的N极至永磁体40的S极导致的短路，以使得短路基本可忽视。因此，图6中未示出磁力。
接着，在解释螺线管致动器101的操作效果之前，将描述第二实施例和第三实施例的构造。第二实施例和第三实施例在构造方面与第一实施例没有明显不同。在描述第二实施例和第三实施例之后，将描述第一实施例至第三实施例的操作效果。
(第二实施例)
将参照对应于第一实施例的图6的图7A描述第二实施例的螺线管致动器102。螺线管致动器102具有作为短路调节单元的孔202。螺线管致动器102的孔202与第一实施例的螺线管致动器101的孔201的深度不同。
如图7A所示，第二实施例的螺线管致动器102包括具有有效深度D2的孔202。孔202的有效深度D2大于从基础端表面611至后连接表面445的距离α。另外，孔202的有效深度D2小于从基础端表面611至前连接表面454的距离β。也就是说，孔202形成为满足：α<D2≤β。第二实施例的孔202可产生与第一实施例的操作效果相似的操作效果。考虑到与第一实施例的操作效果相似的操作效果，图7A中省略了磁短路的示出。
(第三实施例)
将参照对应于第一实施例的图6的图7B描述第三实施例的螺线管致动器103。与第二实施例相似的是，用作短路调节单元的孔203的深度与以上实施例中的不同。
如图7B所示，第三实施例的螺线管致动器103具有孔203。孔203具有等于或小于从基础端表面611至后连接表面445的距离α的有效深度D3。也就是说，孔203形成为满足：α≥D3。
(操作效果)
将与比较例比较参照图8A和图8B描述具有上述构造的第一实施例至第三实施例的操作效果。
(1)图8A和图8B中的每一个示出了可动部分14的冲程与永磁体40的引力特征之间的关系。在图8A中的水平轴线上，冲程L0显示出缩回极限，并且冲程Lmax显示出伸出极限。在图8A中的竖直轴线上，随着值相对于引力为0的线在正向上增大，在缩回方向上的引力变大。另外，随着值相对于引力为0的线在负向上增大(也就是说，随着值相对于所述线减小)，在伸出方向上的引力变大。在去激励状态下，在位置L0处的引力是背板44和定子32的保持力。随着引力变大，保持力变大。随着引力变大，定子32会能够更稳定地保持背板44。因此，引力提高的构造可避免背板44由于发动机中导致的振动以及由于可动部分14的重量而从定子32脱离。因此，螺线管致动器的驱动功率的稳定性可提高。
根据第一比较例的螺线管致动器采用由非磁性材料形成的输出销。在图8A和图8B中，虚线示出了第一比较例的参考特征Ref1。例如，非磁性材料可为奥氏体不锈钢。图18示出了根据第二比较例的螺线管致动器109。螺线管致动器109包括由磁性材料形成的输出销69。应该注意，输出销69不具有短路调节单元。在图8A和图8B中，双点划线虚线(two-pointdashed line)示出了根据第二比较例的螺线管致动器109的参考特征Ref2。
在伸出侧上，由虚线所示的参考特征Ref1与由双点划线虚线所示的参考特征Ref2重叠。当冲程等于或小于L3时，随着冲程变得更靠近缩回极限，在正向上的引力(缩回力)增大。当冲程等于或大于L3时，随着冲程变得更靠近伸出极限，在负向上的引力增大。根据第一比较例的参考特征Ref1采用用于输出销的非磁性材料。因此，磁性电路在输出销中不导致短路，因此，ΦMs变得可忽略。因此，在位置L0，参考特征Ref1的构造产生大于参考特征Ref2的引力的引力(保持力)。根据第二比较例的参考特征Ref2采用用于输出销69的磁性材料。因此，如图18所示，磁力穿过短路的磁性电路ΦMs。在第二比较例中，穿过磁性电路ΦMs的磁力减弱。结果，与参考特征Ref1中的相比，在参考特征Ref2中的位置L0的引力(保持力)变得更小。
在图8A和图8B中，实线示出了根据第一实施例的螺线管致动器101的特征A1。根据第一实施例，输出销60由磁性材料形成。另外，参照图5A，孔201形成为使得孔201具有有效深度D1，其满足：D1>β。当前构造能够减少形成在邻近于背板44、永磁体40和前板45的输出销60中的磁性路径，从而限制磁力防止导致短路。因此，如图6所示，当前构造还能够使磁力通过磁性电路ΦM。这样，如特征A1的实线所示，与参考特征Ref2相比，第一实施例的构造能够明显提高背板44与定子32之间的引力(保持力)。
短虚线示出了根据第二实施例的螺线管致动器102的特征A2。与上述构造相似，第二实施例也产生了限制短路的操作效果。如图7A所示，第二实施例还能够使磁力通过磁性电路ΦM。因此，与采用通过非磁性材料形成的输出销的参考特征Ref2相比，如图8B中的根据第二实施例的特征A2的短虚线所示，在冲程L0处，在正向上的引力(保持力)更大。这样，第二实施例的构造能够提高背板44与定子32之间的引力(保持力)，与第一实施例的特征A1相似。
单点划线示出了根据第三实施例的螺线管致动器103的特征A3。根据第三实施例，如图7B所示，孔203形成为使得有效深度满足：D3<α。因此，第三实施例会较不利于减少磁性路径。结果，磁力会部分短路，通过磁性电路ΦMs。因此，第三实施例对于限制短路会具有较少的效果。在位置L0处，第三实施例的构造产生的特征A3所示的引力(保持力)会小于参考特征Ref1的引力。然而，在位置L0处，第三实施例可仍然产生大于参考特征Ref2的引力的特征A3所示的引力(保持力)。
(第四实施例)
除了输出销的形状不同之外，第四实施例采用与第一实施例至第三实施例的构造相似的构造。根据第四实施例的螺线管致动器104采用包括基础端61的输出销160。基础端61形成为从前连接表面454朝着基础端表面611直径减小。应该注意，在末梢端部64的一侧上，前连接表面454与永磁体40的输出销160的端表面一致。
如图9所示，末梢端部64具有直径W1，并且基础端61的基础端表面611具有直径W2。
如图10A和图10B所示，输出销160按照台阶形状形成。具体地说，输出销160形成为使得直径W1大于直径W2，以满足：W1>W2。另外，基础端61形成具有从前连接表面454至基础端表面611恒定的直径W2。在当前构造中，输出销160在其中输出销160的直径减小的区域S中具有短路调节单元161。从基础端61朝着末梢端部64延伸的输出销160具有其中形成有短路调节单元161的区域S。短路调节单元161与输出销160的外侧表面612间隔开。考虑到与第一实施例的操作效果相似的操作效果，在图10A中省略了磁短路的示出。根据当前第四实施例，在输出销160中导致的磁力在其中输出销160的直径减小的区域S中减小。这样，第四实施例可产生与第一实施例的操作效果相似的操作效果。如图11所示，与参考特征Ref1和参考特征Ref2相比，特征A4所示的第四实施例的构造产生更大的引力(保持力)。
(其它实施例)
(i)图12和图13示出了短路调节单元的另一实施例，该短路调节单元限制了通过其的永磁体40的磁极之间的磁短路。短路调节单元与输出销60的外侧表面612间隔开。
在图12A和图12B所示的实施例中，输出销60形成为具有用作短路调节单元的多个孔204。在当前示例中，所述多个孔204包括四个孔204。孔204中的每一个具有有效深度D4，其满足：D4>β。图12B是仅示出输出销60的剖视图。
在图13A和图13B所示的实施例中，输出销60形成为具有用作短路调节单元的环形凹槽205。环形凹槽205具有有效深度D5，其满足：D5>β。图13B是进示出输出销60的剖视图。
应该注意，短路调节单元不限于有底部的孔。短路调节单元可为从输出销的基础端表面延伸至输出销的末梢端部表面的通孔。短路调节单元可采用各种形式，并且短路调节单元的数量可从各种选项中确定。具有了各种形式和数量组合的短路调节单元，可实现与上述实施例相似的操作效果。
(ii)例如，技术领域中的螺线管致动器可在输出销的基础端表面具有用于排油的凹槽。应该注意，这种排放凹槽可通常延伸穿过边沿部分，以与侧表面连通。因此，这种排放凹槽可不用作形成为与外侧表面间隔开或隔离的短路调节单元。还应该注意，在输出销的抛光处理中，可在基础端表面中形成中心孔以保护芯或以芯为中心。然而，该中心孔仅是最小程度地形成在中心部分的锥状物。在本领域技术人员看来，容易看出这种中心孔不能有效地有助于限制磁短路。
因此，常规构造不会与本公开的短路调节单元相关。常规构造不会激发构想出本公开的短路调节单元。
用于排油的凹槽和用于抛光处理中的以芯为中心或保护芯的中心孔不应被看作是本公开的短路调节单元。可以假设形成具有台阶状截面形状的输出销，以调整输出销插入永磁体中的高度。与上述中心孔相似的是，根据本公开的短路调节单元不具有用于调整插入高度的输出销的具有其中输出销的直径减小的台阶状的区域。
(iii)如图14所示，形成短路调节单元的至少一个孔和/或至少一个环形凹槽可配备有非磁性构件206。非磁性构件206由诸如树脂和/或橡胶的非磁性材料形成。在图14中，非磁性构件206是由阴影图案示出的一部分。诸如树脂和/或橡胶的非磁性构件206的硬度低于磁性材料的硬度。也就是说，非磁性构件206可容易磨损。因此，非磁性构件206可用作自牺牲组件，以限制输出销60与定子32之间的磨损，从而保护输出销。此外，非磁性构件206可改变输出销变化的共振频率，以调整振动。
(iv)图15A和图15B示出了与第四实施例相关的另一实施例。在螺线管致动器105的该构造中，输出销170的基础端61倾斜，以使直径从前连接表面454朝着基础端表面611减小。该实施例可产生与第四实施例相似的操作效果。
另外，如图16A和图16B所示，螺线管致动器106可采用具有多级台阶形状的输出销180。输出销可采用从后连接表面445至基础端表面611的区域中的直径减小的形状。
在第四实施例中，输出销的直径可至少部分地在从前连接表面454至基础端表面611的区域中减小。此外，如图17A和图17B所示，第一实施例可与第四实施例组合。
(v)本公开采用包括短路调节单元的螺线管致动器的构造，所述短路调节单元远离输出销60的外侧表面612以调整永磁体40的磁极之间的磁短路。除短路调节单元的形成之外，本公开的螺线管致动器不限于上述实施例。例如，背板不需要装配至输出销的基础端侧上的永磁体。另外，可按照各种形式修改形成磁性电路的组件(诸如定子和轭)的形状和物理关系。
(vi)可将本公开应用于配备有两个或更多个静止部分和可动部分的组合的螺线管致动器。
本公开的螺线管致动器包括输出销60、160、永磁体40、定子32和线圈31。输出销由磁性材料形成，并且被构造为在轴向上伸出和缩回。
永磁体40呈板形，并且具有其中输出销的基础端61插入的插入孔401。永磁体40可与延伸穿过插入孔并且保持在插入孔中的输出销一起运动。永磁体40被磁化，以在轴向上的两端具有不同极性。定子由软磁性材料形成。定子相对于永磁体装配至输出销的基础端侧。线圈当被激励时产生磁场，该磁场的方向与通过永磁体产生的磁场的方向相反。这样，线圈导致定子与永磁体之间的斥力。
输出销具有形成为远离输出销的基础端表面的外侧表面612的短路调节单元。短路调节单元被构造为限制永磁体的磁极之间的磁短路。短路调节单元可为孔或者环形凹槽中的至少一个。螺线管致动器还可包括由软磁性材料形成的背板。背板相对于永磁体位于输出销的基础端的一侧上。也就是说，背板比永磁体位于更加靠近输出销的基础端。背板连接至永磁体，以使得输出销的基础端表面暴露出来。短路调节单元形成为使得有助于限制永磁体的磁短路的部分的有效深度大于背板与永磁体之间的从基础端表面至连接表面的距离。从末梢端部的一侧上的永磁体的端表面454至输出销的基础端表面611，输出销的直径至少部分地减小。短路调节单元161形成为具有这种构造。
根据本公开，输出销由磁性材料形成，以具有短路调节单元。因此，构造调节形成在输出销内侧的磁性路径以邻近于永磁体，从而限制磁短路。因此，当前的简单构造能够限制输出销的基础端周围的磁短路，以及能够确保输出销的末梢端部的机械强度。
应该理解，虽然本文已经描述了本公开的实施例的工艺包括特定次序的步骤，但是本文未公开的包括各种其它次序的这些步骤和/或额外步骤的其它替代形式实施例也旨在落入本公开的步骤中。
虽然已经参照本公开的优选实施例描述了本公开，但是应该理解，本公开不限于该优选实施例和构造。本公开旨在覆盖各种修改形式和等同布置方式。另外，虽然公开了优选的各种组合和构造，但是包括更多、更少或者仅一个元件的其它组合和构造也落入本公开的精神和范围内。

Claims (6)

1.一种螺线管致动器，包括：
输出销(60、160、170、180)，其由磁性材料形成，并且可运动以在轴向上伸出和缩回；
永磁体(40)，其呈板状并且具有输出销(60、160、170、180)的基础端(61)插入其中的插入孔(401)，永磁体(40)与延伸穿过插入孔(401)并且保持在插入孔(401)中的输出销(60、160、170、180)一起可运动，永磁体(40)被磁化以沿轴向在两端具有不同极性；
定子(32)，其由软磁性材料形成，并且相对于永磁体(40)位于基础端(61)的一侧；以及
线圈(31)，其被构造为当被激励时在永磁体(40)的磁场的反方向上产生磁场，以在定子(32)与永磁体(40)之间产生斥力，其中
输出销(60、160、170、180)具有在轴向上形成在预定区域(S)中的短路调节单元(161、201、202、203、204、205)，
短路调节单元(161、201、202、203、204、205)远离输出销(60、160、170、180)的外侧表面(612)，并且
短路调节单元(161、201、202、203、204、205)被构造为限制永磁体(40)的磁极之间的磁短路。
2.根据权利要求1所述的螺线管致动器，其特征在于，短路调节单元(161、201、202、203、204、205)包括孔(201、202、203、204)和环形凹槽(205)中的至少一个。
3.根据权利要求2所述的螺线管致动器，其特征在于，还包括：
背板(44)，其由软磁性材料形成，其中
背板(44)连接至永磁体(40)，并且相对于永磁体(40)位于基础端(61)的一侧，
输出销(60、160、170、180)具有从背板(44)暴露出的基础端表面(611)，
短路调节单元(161、201、202、204、205)具有有助于调节永磁体(40)的磁短路的一部分，
短路调节单元(161、201、202、204、205)的所述一部分具有有效深度(D1、D2)，并且
所述有效深度(D1、D2)大于基础端表面(611)与连接表面(445)之间的距离(α)，其中，背板(44)通过连接表面(445)与永磁体(40)连接。
4.根据权利要求3所述的螺线管致动器，其特征在于，短路调节单元(161、201、204、205)的有效深度(D1)大于基础端表面(611)与输出销(60、160、170、180)的末梢端部(64)的一侧上的永磁体(40)的端表面(454)之间的距离(β)。
5.根据权利要求2至4中的任一项所述的螺线管致动器，其特征在于，还包括：
非磁性构件(206)，其内置于孔(201)和环形凹槽(205)中的至少一个中。
6.根据权利要求2至4中的任一项所述的螺线管致动器，其特征在于，从位于输出销(160、170、180)的末梢端部(64)的一侧上的永磁体(40)的端表面(454)朝着输出销(160、170、180)的基础端表面(611)，在永磁体(40)中输出销(160、170、180)的直径至少部分地减小，并且
短路调节单元(161)包括输出销(160、170、180)的其中输出销(160、170、180)的直径至少部分地减小的区域(S)。
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